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基于深度矩阵分解的混合推荐算法

基于深度矩阵分解的混合推荐算法

作者：李金红西安建筑科技大学

学位级别：硕士

21世纪是互联网快速发展的时代。在这个阶段,网络平台上的数据呈现出疯狂增长的趋势,人们更容易获取丰富信息的同时,也需要利用大量时间和精力寻找自己感兴趣的信息,进而引发了“信息过载”问题。为了方便、准确地选出用户所感兴趣的信... 详细信息

21世纪是互联网快速发展的时代。在这个阶段,网络平台上的数据呈现出疯狂增长的趋势,人们更容易获取丰富信息的同时,也需要利用大量时间和精力寻找自己感兴趣的信息,进而引发了“信息过载”问题。为了方便、准确地选出用户所感兴趣的信息、商品等,智能化推荐算法应运而生。传统矩阵分解采用双线性映射,破坏了原始数据的结构。因此引入深度神经网络,采用非线性映射,减少了对数据的破坏,提高了推荐算法的性能。但融入了神经网络的推荐算法仍然存在数据稀疏性高、冷启动等问题。针对这些问题,本文在深度矩阵分解的基础上进行改进,提出了基于补全的深度矩阵分解的混合推荐算法。首先,提出融合矩阵补全与深度矩阵分解的混合推荐算法。通过核函数最小化模型将原始矩阵中的未知元素进行填补;再利用深度学习模型分别构建用户和项目潜在特征向量。其次,提出结合低秩矩阵拟合与深度矩阵分解的混合推荐算法。利用低秩矩阵拟合对缺失数据进行补全,并得到两个隐特征矩阵;再将隐特征矩阵作为深度神经网络的输入,建立非线性映射。最后,提出基于k-means聚类和奇异值分解预填充的自适应深度矩阵分解算法。对用户矩阵和项目矩阵分别聚类,再使用SVD对聚类后的矩阵进行分解,得到填充后的两个矩阵;再对数据预处理,通过多层维数不同的神经网络,进行评分的预测。对上述的三种混合推荐算法在公开数据集上进行测试,结果表明:这三种混合算法不仅缓解了冷启动和数据集中高维稀疏数据的影响,而且与深度矩阵分解相比,所提算法显著地提高了推荐系统的性能。

关键词：推荐系统深度矩阵分解矩阵补全低秩矩阵拟合 k-means聚类

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少样本的餐盘菜品识别算法研究

少样本的餐盘菜品识别算法研究

作者：李金红浙江师范大学

学位级别：硕士

目前,餐厅的计价方式主要分为人工计价和自动计价,人工计价的方式存在效率低、出错率高等问题,而自动计价的方式可以很好地解决这些问题。自动计价的方式又可分为两种,分别是基于餐盘识别技术和基于菜品识别技术的自动计价。其中基于菜... 详细信息

目前,餐厅的计价方式主要分为人工计价和自动计价,人工计价的方式存在效率低、出错率高等问题,而自动计价的方式可以很好地解决这些问题。自动计价的方式又可分为两种,分别是基于餐盘识别技术和基于菜品识别技术的自动计价。其中基于菜品识别技术的自动计价方式不仅可提高结账速率和正确率,后续还可运用于记录并分析顾客的饮食偏好、食品相关知识的科普等。但这两种方式在实际落地的过程中,都存在依赖于大量数据集的问题,如一个餐厅中的餐盘类别总数是10类,则需采集超过5000张装有各种不同食物餐盘的图像。大量图像意味着高的采集成本,高的人工标记成本还有后续维护及更新系统的成本。因此,本文致力于解决以上问题,提出了基于少样本的餐盘菜品自动识别方法。本文的研究内容及创新点主要如下:1)本文构建并开源了真实餐厅场景下的少样本餐盘数据集和少样本菜品数据集:餐盘数据集包含20类餐盘,菜品数据集包含30类菜品。2)为了解决少样本餐盘检测问题,本文提出一种基于注意力机制的数据增强方法。该方法的一大创新之处在于:将空餐盘图像的数据集作为训练集,且只需少量的空餐盘图像,此数据集训练得到的模型可用于检测装有菜品的餐盘图像。而在通常餐盘识别方法中,需装有菜品的餐盘图像作为训练集。此方式简化了采集流程、大幅度减少采集数量、降低了时间和人工成本。在模型训练过程中,此方法可引导神经网络（Neural Networks）更多关注和学习到餐盘的形状和颜色等特征,更少关注不属于餐盘的特征如餐盘中菜品的特征,从而提升模型提取特征的性能,使得所提取特征的泛化能力更强。在实际检测装有菜品的餐盘图像时,减少了菜品区域对检测过程的干扰,提高了餐盘检测的精度和目标检测模型的鲁棒性。实验结果表明本文提出的方法精度最高可达89.63%,在相同实验条件下,较不使用该方法最多可提升58%的精度。3)为了解决少样本菜品分类问题,本文提出Food-VIT分类模型。本文将菜品识别问题分解为菜品定位和分类的二阶段问题。菜品定位通过常用的目标检测模型实现,Food-VIT模型用于实现菜品的分类。Food-VIT基于Vision Transformer（VIT）上进行改进,改进内容总共分为3个部分:新增图像变换层、新增特征融合层和引入新的损失函数。本文利用菜品图像是细粒度图像这一特性,提出新的图像变换方法,用于增加样本的多样性。图像变换层输出变形图像,再将变形图像与原图像对应的类别特征进行特征融合,特征融合层输出的类别特征作为此模型最终用于判定类别的特征向量。该特征向量中包含全局特征的同时,又包括局部特征,从而学习到不同类别菜品之间细小的差异,并提高类别特征的泛化能力。在计算损失时,不仅仅考虑原图像的损失,还有对应变形图像的损失。该计算方式有利于缩小同类别特征向量之间的距离,增大不同类别特征向量之间的距离,还可减少网络的过拟合。本文进行了一系列的实验对比,实验结果证明Food-VIT模型的效果明显好于VIT模型和一些其他经典模型。实验结果表明,在每类菜品只有1张图像时,Food-VIT模型的分类准确率可达到84.47%;在每类菜品只有10张图像时,Food-VIT模型的分类准确率可达到95.37%。

关键词：深度学习 Transformer 注意力机制数据增强少样本餐盘菜品识别

隐性经济、环境规制对工业环境污染的影响研究——以长江经济带为例

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隐性经济、环境规制对工业环境污染的影响研究——以长江经济带为...

作者：李金红贵州财经大学

学位级别：硕士

长江经济带地处我国东中西三个地区,在国家地区发展总体布局中有着重大战略地位。但是长期以来,由于长江水体环境污染严重,长江流域水生生物的生活环境也日益恶劣,生物多样性指标不断降低。所以为保障和提升长江流域的水体生态服务功能... 详细信息

长江经济带地处我国东中西三个地区,在国家地区发展总体布局中有着重大战略地位。但是长期以来,由于长江水体环境污染严重,长江流域水生生物的生活环境也日益恶劣,生物多样性指标不断降低。所以为保障和提升长江流域的水体生态服务功能,促进长江经济带可持续发展,2020年1月农业农村部发布《长江十年禁渔计划》,强调长江全流域生态环境监管和综合治理的必要性。为了更有效地治理长江经济带环境污染问题,加强流域生态系统修复,本文从隐性经济视角出发,通过构建动态均衡一般模型、静态面板固定效应模型以及动态面板系统GMM估计模型等多种方法,分析隐性经济的存在是否扭曲了长江经济带环境规制的政策效果。研究发现:(1)长江经济带地区隐性经济总体规模呈现下降的趋势;其中下游地区隐型经济规模占比最大,其次是中游地区,上游地区占比最小。2019年隐性经济规模存量最大的是上海市,最小的为重庆市。(2)实行严格的环境规制会扩大隐性经济规模,进而扭曲环境规制的政策效果。(3)为保证研究结论更严谨客观,引入人均实际GDP及其平方项、对外开放强度、产业结构、城市化水平、研发强度作为控制变量参与计量分析,实证结果发现,在引入控制变量后,各变量的估计系数的符号并无较大差异,这表明本文的实证结果稳健。基于上述研究,本文提出以下建议:(1)优化行政管理体制,控制隐性经济规模;(2)完善环境规制体系,构建多主体治理模式;(3)深化“放管服”改革,优化政府职能划分;(4)深化供给侧改革,改良地方经济结构;(5)提高科技研发支出,引导国际技术交流。

关键词：长江经济带隐性经济环境规制环境污染

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新型深度矩阵分解及其在推荐系统中的应用

西安电子科技大学学报 2022年第3期49卷 171-182页

作者：史加荣李金红西安建筑科技大学理学院陕西西安710055

个性化推荐在网络消费平台上发挥着越来越重要的角色。低秩和深度矩阵分解已广泛应用于推荐系统,并使推荐性能得以优化。为了克服传统矩阵分解的双线性性,深度矩阵分解基于用户和项目的特征向量,建立深度神经网络模型。现有方法在数据... 详细信息

个性化推荐在网络消费平台上发挥着越来越重要的角色。低秩和深度矩阵分解已广泛应用于推荐系统,并使推荐性能得以优化。为了克服传统矩阵分解的双线性性,深度矩阵分解基于用户和项目的特征向量,建立深度神经网络模型。现有方法在数据规模较大且稀疏性较高时,表现出性能不佳及运行时间较长。为此,提出了一种新型深度矩阵分解模型。该模型的输入为用户和项目的隐特征向量,网络结构由两个并行的多层感知机和一个用于预测的加权内积算子组成。对于所建立的模型,设计了两阶段求解方法。先利用低秩矩阵拟合算法对缺失数据进行补全,从而确定了两个隐特征矩阵。再将所构建的特征工程作为深度神经网络的输入,建立输出为预测评分的非线性映射。在公开的推荐数据集上验证了所提模型的有效性。实验结果表明:与传统矩阵分解方法相比,所提方法极大地提高了推荐性能;与现有的深度矩阵分解方法相比,运行时间得到显著降低。

关键词：推荐系统低秩矩阵拟合深度矩阵分解深度神经网络深度学习

丘脑网状核对内侧膝状体和听皮层听觉稳态反应的调节作用

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丘脑网状核对内侧膝状体和听皮层听觉稳态反应的调节作用

作者：李金红中国医科大学

学位级别：硕士

目的:脑电图(electroencephalogram,EEG)中的伽马振荡(gamma band oscillation,GBO)受损与许多严重的神经精神疾病(例如精神分裂症)有关。听觉稳态反应(auditory steady-state response,ASSR)是一种典型的GBO信号。ASSR是一种大脑听觉神经元对周期性声音刺激产生的同步电反应信号。临床上常利用脑电图或脑磁图的方法检测ASSR,以判断脑感觉神经元回路的完整性,为神经精神疾病的诊断与治疗提供参考依据。但ASSR潜在的生成和调节环路仍不清楚。丘脑网状核(thalamic reticular nucleus,TRN)位于丘脑背外侧,具有“贝壳”形态,由大量的γ氨基丁酸能(GABA)抑制性神经元组成,是丘脑-皮层环路信息传递过程中起关键性作用的抑制枢纽。如果TRN功能出现异常将会造成感觉神经系统的功能紊乱。近来已有越来越多的电生理学和药理学的研究结果证实TRN的功能障碍可能与精神分裂症患者的听觉认知障碍有关。因此在本研究中,我们记录小鼠丘脑-皮层局部场电位(local field potential,LFP)和单个细胞电活动(single-unit activity,SUA)并结合选择性光遗传学刺激的方法,探讨TRN神经元活动对丘脑-皮层ASSR的调控作用。光遗传学方法是近年来神经科学领域迅速发展起来的一种生物工程技术,其原理为表达不同光感离子通道的神经元会在不同波长的光照刺激下产生膜电位变化,达到选择性兴奋或者抑制细胞的目的。本实验中将充分利用光遗传学技术特有的高时空分辨率、细胞特异性和操作可重复的优点,通过与经典的电生理技术相结合的方式,探讨激活TRN对内侧膝状体(medial geniculate body,MGB)和听皮层(auditory cortex,AC)的ASSR的影响。以说明TRN功能障碍与ASSR异常之间的相关性,为充分理解ASSR的形成机制和相关病理改变提供理论依据。材料和方法:(1)实验动物:挑选6-8周龄,体重18-25 g之间的健康成年转基因小鼠,品系背景为C57BL/6(编号:014548,VGAT-Ch R2-EYFP,供应商:Jackson Laboratories)。(2)手术过程:麻醉状态下,在小鼠的TRN植入光纤插芯针,用牙科水泥固定,恢复一周后,在MGB和AC插入钨丝电极(电阻3-5 MΩ)。(3)声音刺激:click-train刺激由0.2 ms时程的矩形脉冲构成,脉冲频率为40 Hz,持续时间为0.5 s。声音刺激的数字信号波形由自制的MATLAB程序生产,采样率为100 k Hz,并通过D/A板转换为模拟信号,然后通过扬声器播放。每个记录单元中包括120次click-train刺激,间隔为2-4 s。(4)光刺激:刺激光由激光器生成后通过定制的跳线传递到植入在小鼠颅骨上的光纤插芯针中。根据实验需求,以伪随机方式进行了两种模式的光刺激:10 ms脉冲光和1000 ms持续光。在探讨光刺激激活TRN对AC和MGB诱发ASSR影响的实验中,使用连续1000 ms光刺激,在光刺激开始250 ms后给予声音刺激以确保TRN处于持续激活状态。(5)神经电生理记录:在隔音屏蔽室内记录小鼠MGB和AC区LFP和SUA,记录内容包括自发电活动,单纯声音刺激、单纯光刺激TRN和声音刺激与光刺激相结合条件下诱发的电活动。(6)数据采集和分析:将电极记录到的原始脑电信号通过headstage进行模数转换并放大,输出到记录设备中,再通过基于快速傅里叶变换的带通滤波生成LFP和SUA。使用MATLAB对LFP和SUA结果进行定量分析。结果:电生理记录结果表明,光刺激激活TRN神经元时会诱发MGB和AC产生LFP和SUA的反应。40 Hz click-train在MGB和AC诱发的LFP和SUA反应均会不同程度地受到TRN激活的影响,其中AC对声音刺激初始阶段的Onset反应增强,而对声音持续阶段的ASSR反应减弱;MGB的Onset反应变化不明显,而ASSR反应减弱。结论:我们的光遗传学和电生理实验结果表明,过度激活TRN神经元可能导致复杂的听觉脑电变化,早期听觉诱发反应增加而晚期听觉诱发反应减弱。由此可以推测,精神分裂症等精神疾病患者出现的ASSR减弱现象可能与TRN神经元活动亢进有关。我们的结果可为理解TRN神经元调节丘脑皮层网络活动提供重要的参考。

关键词：听觉稳态反应伽马振荡听觉皮层局部场电位细胞放电活动丘脑网状核

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尤恩·厄格罗的画面结构张力研究

尤恩·厄格罗的画面结构张力研究

作者：李金红青岛大学

学位级别：硕士

尤恩·厄格罗是英国当代具象画家,他的画面存在结构上的张力和色彩间的内在冲突,展现出简单有力的画面效果。文章通过以尤恩·厄格罗为例,剖析其作品中蕴含的结构张力在画面中的具体体现及对画面效果呈现产生的影响,进而在创作过程中引... 详细信息

尤恩·厄格罗是英国当代具象画家,他的画面存在结构上的张力和色彩间的内在冲突,展现出简单有力的画面效果。文章通过以尤恩·厄格罗为例,剖析其作品中蕴含的结构张力在画面中的具体体现及对画面效果呈现产生的影响,进而在创作过程中引发思考与感受。文章分为三个章节,首先阐述了厄格罗所处的战后百废待兴的时代环境,克劳德·罗杰斯、威廉·科德斯特里姆、维克多·帕斯摩尔以及塞尚和毕加索对他画面风格形成的影响;之后重点论述了尤恩·厄格罗画面中的结构性元素和画面张力之间的关系,主要从构图的几何形式、画面标记符号形成的秩序感以及主观的色彩塑造方式三方面入手分析尤恩·厄格罗画面结构张力的形成;最后探索了尤恩·厄格罗的画面结构张力给予我创作的启示,分别从画面结构的构思、符号标记的运用以及主观的色彩对比呈现三个部分总结厄格罗的独特风格在我创作中的理解和应用。运用理性的观察和思考,搭建二维平面与三维空间的桥梁,从几何化画面结构、符号标记构建秩序感、简单的色彩对比塑造画面,展现具有结构张力的画面效果。

关键词：尤恩·厄格罗结构张力理性绘画语言色彩构成

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PPP模式下地下综合管廊项目定价机制研究

PPP模式下地下综合管廊项目定价机制研究

作者：李金红华北理工大学

学位级别：硕士

地下综合管廊的建设有助于缓解我国城市日益凸显的资源、环境问题,受到政府管理部门支持和社会各阶层的广泛关注。但综合管廊前期建设和日常运营维护需高额的成本投入,作为准公共物品,政府在财政支出有限的情况下难以进行投资修建,因此... 详细信息

地下综合管廊的建设有助于缓解我国城市日益凸显的资源、环境问题,受到政府管理部门支持和社会各阶层的广泛关注。但综合管廊前期建设和日常运营维护需高额的成本投入,作为准公共物品,政府在财政支出有限的情况下难以进行投资修建,因此综合管廊可采用PPP模式进行融资建设,能够有效释放社会资本潜力,弥补政府财政短板。在此模式下,科学的收费定价是保障社会资本合理盈利,以及影响市政管线有效入廊的关键因素。目前我国在PPP模式下地下综合管廊项目定价机制领域研究仍处于初级试点阶段,尚未有统一规范的定价文件。因此,构建一个合理的PPP模式下地下综合管廊收费定价模型,是对国内定价机制领域理论不足的进一步完善,可以有效推动国内综合管廊事业不断向现代化方向发展。基于综合管廊项目根本属性和建设特点,并结合PPP模式基本理论知识,首先深入剖析了综合管廊项目引入PPP模式的依据,并进行了适用性分析。其次,从相关利益者的角度,整理总结了具有代表性的,且对收费定价产生直接影响的关键因素,并采用Sharpe CAPM模型和投资组合理论,以我国金融债劵数据为基础,分析计算得出基础设施领域的投资回报率。最后,根据前提假设条件以及定价基本原则,构建PPP模式下地下综合管廊项目定价模型,并进行实证研究,验证模型的有效性、科学性。构建的PPP模式下地下综合管廊定价机制能够有效平衡各参与方利益,保障社会效益最大化,并为我国大型基础设施PPP项目定价机制研究提供一定借鉴作用。图8幅;表11个;参55篇。

关键词： PPP模式地下综合管廊定价机制

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事业单位财税信息化管理的应用思路

今日财富(中国知识产权) 2023年第7期 95-97页

作者：李金红聊城市东昌府区水利局

事业单位财税信息化管理工作属于系统性工作，管理内容极其复杂，如何提高财税信息化管理成效、提高管理水平是当前事业单位亟须解决的问题。在信息化大背景下，事业单位财税管理逐渐向财税信息化方向发展。以信息化背景下事业单位财税...

事业单位财税信息化管理工作属于系统性工作，管理内容极其复杂，如何提高财税信息化管理成效、提高管理水平是当前事业单位亟须解决的问题。在信息化大背景下，事业单位财税管理逐渐向财税信息化方向发展。以信息化背景下事业单位财税信息化管理发展情况为研究对象，本文首先分析了信息化对于事业单位财税的影响，阐述了事业单位财税信息化管理的需求及应用思路，最后提出有效应用措施，希望可以为事业单位财税管理工作有序发展提供合理的思路。

关键词：

11-脱氧皮质甾醇高效羟化反应酵母工程菌的构建

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11-脱氧皮质甾醇高效羟化反应酵母工程菌的构建

作者：李金红天津科技大学

学位级别：硕士

氢化可的松(11β,17α,21-三羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮)作为一种常见的糖皮质激素受体激动剂,主要参与免疫抑制和炎症反应,并促进蛋白质分解代谢、糖异生、肾钙排泄等生理过程,是目前应用最为广泛的糖皮质激素药物之一。蓝色犁头霉(Absid... 详细信息

氢化可的松(11β,17α,21-三羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮)作为一种常见的糖皮质激素受体激动剂,主要参与免疫抑制和炎症反应,并促进蛋白质分解代谢、糖异生、肾钙排泄等生理过程,是目前应用最为广泛的糖皮质激素药物之一。蓝色犁头霉(Absidia coerulea)和新月弯孢霉(Curvularia lunata)是工业上生产氢化可的松(HC)的主要菌种。但二者对于底物17α,21-二羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮(或称11-脱氧皮质甾醇,简称RS)、17α-羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮-21-醋酸酯(或称11-脱氧皮质甾醇-21-醋酸酯,简称RSA),均存在羟化特异性差、产率低的问题。为了提高生产工艺效率,本论文对来自新月弯孢霉的C11β-羟化酶CYP5103B6进行定向改造。本研究以课题组前期克隆的新月弯孢霉C11β-羟化酶基因为材料,根据CYP5103B6的同源序列比对结果确定定点突变区域,利用定点突变和饱和突变、蛋白质结构模拟及底物结合位点预测等手段对CYP5103B6进行定向改造,并通过酵母异源表达平台筛选C11β-羟化特异性显著提高的CYP5103B6突变体。本论文主要开展的研究内容和结果如下:(1)利用PCR定点突变技术对新月弯孢霉羟化酶CYP5103B6基因进行定向改造,构建了CYP5103B6系列突变体;(2)通过甾体转化实验筛选获得了C11β-羟化特异性明显提高的组合突变体L3(M365A/A372F)、L4(T291Y/M365A/A372F);(3)与CYP5103B6重组酵母菌相比,突变体L3、L4重组菌的氢化可的松的产率分别提高了25.1%和26.5%;(4)鉴于CYP5103B6与CYP5103B5具高度同源性(82%),利用重叠PCR技术对CYP5103B6的局部序列用CYP5103B5的对等区域进行替代,以确定影响CYP5103B6C11β-羟化特异性的关键氨基酸。基于突变体重组菌的底物转化实验表明,C11β-羟化酶CYP5103B6的364位氨基酸是影响C11β-羟化特异性的关键位点。以上结果也被蛋白质结构模拟和与底物结合位点的预测软件I-TASSER证实。本研究构建的C11β-羟化特异性明显提高的突变体M365A/A372F、T291Y/M365A/A372F及其相应的重组菌株为研究开发高效的氢化可的松的生产工艺奠定了基础。

关键词：氢化可的松新月弯孢霉 C11β-羟化酶CYP5103B6 突变体